一种电池组剩余可用能量预测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及动力电池技术领域，具体涉及一种电池组剩余可用能量预测方法及装置，该方法包括以下步骤：根据电池组的当前荷电状态、截止荷电状态和设定荷电序列差，确定未来荷电状态序列；根据电池组温度和未来荷电状态序列确定对应的未来最大电流序列；根据未来最大电流序列、未来荷电状态序列和电池组温度，确定电池组未来端电压序列；根据电池组未来端电压序列、电池组容量和设定荷电序列差，确定电池组的可用电池能量。本方案能够解决现有技术中对电池组剩余可用能量预测精度难以保证或者过程繁琐、工作量大的问题。工作量大的问题。工作量大的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种电池组剩余可用能量预测方法及装置


[0001]本专利技术涉及动力电池
，具体涉及一种电池组剩余可用能量预测方法及装置。

技术介绍

[0002]目前锂离子电池剩余可用能量的估计方法，主流上有以下几种：1)根据标准温度、标准放电电流和电池内阻，测试获得电池标称容量，绘制温度
‑
电流
‑
SOC三维曲面，再根据电池当前温度、当前SOC、电池标称容量、电池内阻和电池未来电流估计剩余可用能量，进一步结合当前端电压、电池内阻和电池未来电流计算电池剩余可用能量；2)将当前荷电状态(SOC)确定为电池的当前容量的度量，基于电池相关参数(电流、内阻、最大荷电状态和最小荷电状态)中至少一个参数，并集合电消耗模式计算能量状态；3)建立包含电能和热能的能量状态估算模型，测算不同放电倍率下的外部消耗电能、内部欧姆热能、极化热能和熵产热，获取不同放电倍率下的最大可用能量，并模拟得到最大理论总能和各种放电倍率下的效率函数关系，对估算模型中的总能进行实时修正；4)检测电池的温度；根据该温度和预存的温度与电池的容量的第一对应关系确定在该温度下电池的容量；根据电池容量确定电池的SOC；根据电池的SOC和预存的SOC与电池的开路电压的第二对应关系确定在电池的SOC下的电池的开路电压；以及根据电池的容量、开路电压以及电池的电流来估计电池的能量状态。
[0003]以上的方法，有的需要预测未来的电流以确定电池未来的端电压，而没有GPS的情况下，电流的预测精度难以得到保证；有的需要标定不同放电倍率下的外部消耗电能、内部欧姆热能、极化热能和熵产热，该方法过程繁琐、工作量大；有的仅基于电池的容量、开路电压以及电池的电流来估计电池的能量状态，精度难以得到保证。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种电池组剩余可用能量预测方法及装置，能够解决现有技术中对电池组剩余可用能量预测精度难以保证或者过程繁琐、工作量大的问题。
[0005]为达到以上目的，本专利技术采取的技术方案是：
[0006]一方面，本专利技术提供一种电池组剩余可用能量预测方法，包括以下步骤：
[0007]根据电池组的当前荷电状态、截止荷电状态和设定荷电序列差，确定未来荷电状态序列；
[0008]根据电池组温度和未来荷电状态序列确定对应的未来最大电流序列；
[0009]根据未来最大电流序列、未来荷电状态序列和电池组温度，确定电池组未来端电压序列；
[0010]根据电池组未来端电压序列、电池组容量和设定荷电序列差，确定电池组的可用电池能量。
[0011]在一些可选的方案中，所述当前荷电状态根据当前电池组总电流确定，包括：
[0012]根据确定电池组的当前荷电状态，其中，SOC
init
为上电时刻的初始SOC，C
batt,sys
为电池组的容量，I(t)为t时刻电池组总电流，t0为上电时刻。
[0013]在一些可选的方案中，所述的根据电池组的当前荷电状态、截止荷电状态和设定荷电序列差，确定未来荷电状态序列，包括：
[0014]根据SOC
pre,j
＝SOC(t)
‑
j
·
ΔSOC，确定未来荷电状态序列，其中，j＝1,2,
…
nn，SOC(t)为当前荷电状态，n为未来荷电状态序列总数，SOC
pre,n
＞SOC
lim
，SOC
lim
为截止荷电状态，ΔSOC为设定荷电序列差。
[0015]在一些可选的方案中，所述的根据电池组温度和未来荷电状态序列确定对应的未来最大电流序列，包括：
[0016]基于电池组温度、荷电状态和最大电流标定表，根据电池组温度和未来荷电状态序列，确定未来荷电状态序列对应的未来最大电流序列。
[0017]在一些可选的方案中，所述的根据未来最大电流序列、未来荷电状态序列和电池组温度，确定电池组未来端电压序列，包括：
[0018]根据未来荷电状态序列和电池组温度，确定开路电压值和欧姆内阻；
[0019]根据开路电压值、欧姆内阻和未来最大电流序列，确定电池组未来端电压序列。
[0020]在一些可选的方案中，所述的根据开路电压值、欧姆内阻和未来最大电流序列，确定电池组未来端电压序列，包括：
[0021]根据根据确定电池组未来端电压序列；
[0022]其中，U
oc
为开路电压值，R0为欧姆内阻，I
pre,j
为第j个最大电流，tau1为R1和C1的乘积，表示R1C1网络的时间常数，tau2为R2和C2的乘积，表示R2C2网络的时间常数，U1(0)为R1C1网络在t
‑△
T时刻的电压，U2(0)为R2C2网络t
‑△
T时刻的电压，
△
T为一个调度周期，R1为浓差极化内阻，R2为电化学极化内阻，C1为浓差极化电容，C2为电化学极化电容，t为当前时刻。
[0023]在一些可选的方案中，所述的根据电池组未来端电压序列、电池组容量和设定荷电序列差，确定电池组的可用电池能量，包括：
[0024]根据确定当前时刻电池组的可用电池能量RDE(t)，其中，n＝max{j|U
pre,j
>U
lim
∩SOC
pre,j
>SOC
lim
,j＝1,2,
…
}，U
lim
为截止端电压，SOC
lim
为截止荷电状态，U
pre,j
为第j个电池组未来端电压，ΔSOC为设定荷电序列差，C
batt,sys
为电池组的容量。
[0025]在一些可选的方案中，在确定电池组的可用电池能量后，还根据RDE(t)
smooth
＝RDE(t)
‑
E
ΔSOC
对RDE(t)进行平滑处理，其中，E
ΔSOC
＝∫I(t)
·
U(t)dt，I(t)为当前时刻电池组总电流，U(t)为当前时刻电池组总电压。
[0026]在一些可选的方案中，所述电池组温度为当前时刻的实时电池组温度，或者根据历史电池组温度的变化率，预测的当前时刻设定时间段后的预测电池组温度。
[0027]另一方面，本专利技术还提供一种电池组剩余可用能量预测装置，包括：
[0028]荷电状态确定模块，其用于根据电池组的当前荷电状态、截止荷电状态和设定荷电序列差，确定未来荷电状态序列；
[0029]最大电流预测模块，其用于根据电池组温度和未来荷电状态序列确定对应的未来最大电流序列；
[0030]端电压预测模块，其用于根据未来最大电流序列、未来荷电状态序列和电池组温度，确定电池组未来端电压序列；
[0031]可用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池组剩余可用能量预测方法，其特征在于，包括以下步骤：根据电池组的当前荷电状态、截止荷电状态和设定荷电序列差，确定未来荷电状态序列；根据电池组温度和未来荷电状态序列确定对应的未来最大电流序列；根据未来最大电流序列、未来荷电状态序列和电池组温度，确定电池组未来端电压序列；根据电池组未来端电压序列、电池组容量和设定荷电序列差，确定电池组的可用电池能量。2.如权利要求1所述的电池组剩余可用能量预测方法，其特征在于，所述当前荷电状态根据当前电池组总电流确定，包括：根据确定电池组的当前荷电状态，其中，SOC
init
为上电时刻的初始SOC，C
batt,sys
为电池组的容量，I(t)为t时刻电池组总电流，t0为上电时刻。3.如权利要求1所述的电池组剩余可用能量预测方法，其特征在于，所述的根据电池组的当前荷电状态、截止荷电状态和设定荷电序列差，确定未来荷电状态序列，包括：根据SOC
pre,j
＝SOC(t)
‑
j
·
ΔSOC，确定未来荷电状态序列，其中，j＝1,2,
…
n，SOC(t)为当前荷电状态，n为未来荷电状态序列总数，SOC
pre,n
＞SOC
lim
，SOC
lim
为截止荷电状态，ΔSOC为设定荷电序列差。4.如权利要求1所述的电池组剩余可用能量预测方法，其特征在于，所述的根据电池组温度和未来荷电状态序列确定对应的未来最大电流序列，包括：基于电池组温度、荷电状态和最大电流标定表，根据电池组温度和未来荷电状态序列，确定未来荷电状态序列对应的未来最大电流序列。5.如权利要求1所述的电池组剩余可用能量预测方法，其特征在于，所述的根据未来最大电流序列、未来荷电状态序列和电池组温度，确定电池组未来端电压序列，包括：根据未来荷电状态序列和电池组温度，确定开路电压值和欧姆内阻；根据开路电压值、欧姆内阻和未来最大电流序列，确定电池组未来端电压序列。6.如权利要求1所述的电池组剩余可用能量预测方法，其特征在于，所述的根据开路电压值、欧姆内阻和未来最大电流序列，确定电池组未来端电压序列，包括：根据根据确定电池组未来端电压序列；其中，U
oc
为开路电压值，R0为欧姆内阻，I
pre,j
为第j个最大电流，tau1为R1和C1的乘积，表示R1C1网络的时间常数，...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯礼鸿，沈向东，沈成宇，曹楷，刘建永，侯敏，曹辉，
申请(专利权)人：上海瑞浦青创新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：